Denne studien beskriver en protokoll for å måle eksponeringsnivåer i 2,4 GHz, unngå usikkerhet forårsaket av bruk av personlig exposimeters som måler. Disse endringene av eksponering bør tas i betraktning, spesielt i samsvar testing, der grensene er definert fra ikke-opprørt data.
En veldefinert eksperimentelle prosedyren er lagt frem for å evaluere maksimal eksponering forhold i verste fall mens unngå usikkerhet forårsaket av bruk av personlige exposimeters (PEMs) som måler: kroppen skygge effekt (BSE), den begrenset følsomhet, og den ikke-identifikasjonen av stråling. Øvre grense for eksponeringsnivåer til EMF i flere innendørs skap er målt og simulert. Frekvensen brukes for studien er 2,4 GHz, som er det mest brukte bandet i innendørs kommunikasjon. Selv om registrerte verdier er godt under den internasjonale kommisjon for Non-Ionizing Radiation Protection (ICNIRP) referansenivåer, er det et bestemt behov å gi pålitelig eksponeringsnivåer innen spesielt følsomme miljøer. I form av elektromagnetiske felt (EMF) eksponering, er grenser etablert i nasjonale og internasjonale standarder for helse angitt for Uaffisert eksponering forhold; Det er ekte og objektive data som ikke er endret på noen måte.
Bruk av trådløse lokalområdenettverk (WLAN) har blitt betydelig mer utbredt i de siste årene. Trådløs teknologi har blitt alternativer til tradisjonelle faste tilgang seg, og dermed et stort antall tilgangspunkt (AP) er installert i bolig-, arbeids- og offentlige områder1,2. Antall AP og personlig kommunikasjonsenheter har ført til betydelig interesse for de mulige risikoene knyttet til elektromagnetiske felt (EMF) eksponering3.
Personlige exposimeters (PEMs) er bærbare enheter for måling av personlige eksponering, vanligvis brukes innen epidemiologi. Flere studier har oppdaget usikkerhet ved PEMs i EMF målinger. Disse funnene viser effekten at PEMs har på nivå av pålitelighet i innhentet resultater4. Noen løsninger foreslått å redusere effekten av disse usikkerhetene, som god PEM-bruk teknikker, lite utvalg intervaller og målinger av tilstrekkelig lengde5.
Enkelte forfattere har publisert arbeid på betydningen av å vurdere plikt factor (eller driftssyklus) i Eksponeringsmålinger. I reelle situasjoner overfører Wi-Fi-enheter aldri med en full driftssyklus. Wi-Fi-signaler består av uregelmessige støt radiofrekvens (RF) og perioder uten overføringer. Derfor er det en stor del av rapporterte Eksponeringsmålinger som er svært lav, ofte faller under følsomhet området, og som er logget som ikke oppdager av PEMs. Flere foreslå bruk av faktorer å oppnå reelle verdier via en teoretisk beregning6.
Usikkerheten skyggeeffekt på menneskekroppen har vært adressert med spesiell interesse, som PEMs er designet for å bæres av brukeren, med tilstedeværelse av bæreren forårsaker usikkerhet i loggdata. Kunnskap og kvantifisering av BSE å gi riktige tolkninger av eksponering dataene, uten noe som ville være nødvendig å gjennomføre strenge måling prosedyrer. BSE kan unngås ved å ha flere PEMs, plassert på ulike deler av kroppen7, eller ved å bruke korreksjonsfaktorer innhentet resultater5,9,10,11,12 . I mellomtiden, i andre tilfeller kroppen har blitt erstattet i simulering teknikker med bruk av sylindere13. Noen arbeider foreslår implementere bestemt måling teknikker for å unngå påvirkning av den menneskelige kropp13. Studien foreslår en mål metodikk som unngår påvirkning av kroppen i ekte innendørs skap uten manipulere eksponeringsdata.
En funksjon av PEMs er den ikke-identifikasjonen av stråling. PEMs måle elektrisk felt (E-feltet) nivåer i bestemte frekvensbånd, men hvis flere kilder eller enheter stråle på samme frekvens, PEM måler E-feltet nivåene uten å identifisere bidraget fra hver bestemt kilde.
Derfor, på grunn av disse kildene til usikkerhet i PEMs’ loggdata, eksponering sidenivå analyse krever prosedyrer for eksperimentell evalueringen og numeriske prediksjon av EMF for å få pålitelige resultater. Dette arbeidet presenterer en egnet metode som kan brukes til å evaluere eksponering E-felt (2,4 GHz frekvens) i innendørs skap. Med denne metoden, tidligere nevnte usikkerheten skyldes undervurdering skyldes BSE, overvurdering forårsaket av ikke-oppdager, og upålitelighet av ikke-identifikasjon av stråling unngås. Dette forbedret pålitelighet betyr at dataene innhentet med metoden foreslått gir øvre grense ved ugunstige forhold EMF eksponering. Eksponeringsgrenser etablert i nasjonale og internasjonale standarder for helse ble definert for Uaffisert EMF data, uendret av noen effekt eller agent. Den foreslåtte eksperimentelle prosedyren er riktig regulatoriske test etterlevelse, siden usikkerhet unngås i loggdata, gi pålitelig informasjon som kan være forskjellige eksponering grensene.
Etter gjennomføring av eksperimentelle protokollen, er fått resultatene sammenlignet med grensene og anbefalte verdiene i europeisk lovgivning. Dette er gjort for å sjekke kravoppnåelse EMF eksponering på grunn av Wi-Fi-systemer i typisk innendørs miljøer, som igjen representerer vanlige arbeidsplassen sammenhenger. Foreløpig er en Wi-Fi frekvens på 2,4 GHz en kommunikasjon band som det er mer tilgjengelig data på eksponering for allmennheten. Politiske interessen for dette bestemte bandet er utbredt bekymringer om mulige helse effekter av eksponering for RF-energi slippes ut av trådløs-aktiverte enheter i sensitive miljøer som sentre, sykehus, skoler, og selv husholdningenes innstillinger15.
Dette arbeidet presenterer en protokoll for å gi Uaffisert mål om E-feltet eksponering forhold, unngå usikkerhet knyttet til bruk av PEMs. Formålet med dette arbeidet er å forbedre bruken av PEMs som måler enheter i samsvar tester.
Aspekt av denne protokollen som er nødvendig for pålitelig samling av eksponeringsdata, uten påvirkning av PEM usikkerhet, er plasseringen av PEM. PEM må bli plassert 1 meter fra brukeren for å unngå undervurdering skyldes påvirkning av kroppen, og implisitt, for å unngå mange-oppdager ikke av loggdata. Det er aspekter ved protokollen som kan endres; modifikasjoner og begrensninger av foreslåtte teknikken er vurdert som følger.
Måling instrumentet valgt å gjennomføre eksperimentet er PEM, som har blitt brukt i en rekke studier for analyse av EMF eksponering i utendørs miljøer, dynamisk og store geografiske områder24,25, 26. Selv om data målt med PEMs ikke er så nøyaktig som målinger fra et spektrum analyzer (SA), mange Epidemiologiske studier bruker PEMs deres enkel håndtering og måle hastigheten26, 4 s er det minste samplingsperiode. PEMs brukes i arbeidet har en minimumsgrense for følsomhet på 0,05 V/m. Mer moderne PEMs har vært markedsført med større følsomhet områder, 0.005 V/m være den laveste grensen for frekvensbåndet 2,4 GHz, slik at antall ikke-oppdager vil være lavere når kroppen er skjerming PEM. Dette er imidlertid ikke relevante for dette eksperimentet, siden fått resultatene uten BSE usikkerheten var alltid større enn 0,05 V/m. Det finnes andre modeller av PEMs med lavere prøvetaking perioder, men modellen som brukes i dette eksperimentet har valgt fordi det er lett bærbar på kroppen, på midjen høyde, hvor kroppen er maksimalt skjerming PEM.
Foreløpig eksperimenter, var et trådløst Tilgangspunkt opererer på Wi-Fi frekvensbåndet 2,4 GHz ansatt som en strålingskilder. Etter vurdering kraften fra AP med en SA, var en sjekk gjennomført for å bekrefte at informasjonspakker ikke ble overført kontinuerlig og at det var tid uten overføring27,28. Som en konsekvens, var en betydelig andel av RF EMF nivåer under gjenkjenning grensen (0,05 V/m) på PEMs. Den minste trådløst AP driftssyklus ble løst av fyrtårn signaler og var rundt 0,01%. I mellomtiden, et kontinuerlig signal, med øvre plikt syklus grensen på 100%, gjengir de verste eksponeringsforholdene, mens du unngår den ikke-oppdager usikkerhet. Derfor ble en signalgenerator og en biconical antenne brukt som strålekilder generere en kontinuerlige bølgen 100 mW strøm, på frekvensen for Wi-Fi, og uten modulering.
E-feltet nivåer, i de fire valgte innendørs kabinettene, har blitt spådd med en gjengivelsesenhet programvare basert på bildet teori. Evalueringen av eksperimentelle resultatene med en annen eksperimentell teknikk, som en SA med en sonde, har ikke blitt vurdert, siden målet er å analysere påvirkning av BSE og andre PEM usikkerhet, og ikke den PEM evne til å operere som et annet måleinstrument. Begrensningene for bildet teori er på grunn av ikke-ideelle miljømessige forhold, dvs når reflekterende overflater ikke er tynn, flat eller plan. Overføring modell resultatene samle usikkerhet refleksjon koeffisienter når miljøforholdene er ikke-ideelle. Når overflaten er begrenset i omfang, er det mulig å eliminere stråler som ikke fange opp med dem.. Som antall refleksjoner størrelsen på Fresnel-ellipsoids øker, og tilnærming er verre. Men vil stråler fra flere refleksjoner bli svakere og har mindre innflytelse på de endelige resultatene.
Naiv tilnærming er brukt for å løse usikkerhet i den ikke-oppdager. Denne metoden består av substitusjon av verdiene nedenfor følsomhet området grensen med de lavere oppdagelse grense29. Andre metoder finnes for å rette usikkerhet i ikke-oppdager med substitusjon av loggdata. Robust regresjon på ordre statistikk (ROS) metoden spår uoppdaget verdiene, vurderer at de følger en lognormale fordelingen. Andre metoder kan brukes på dataene, men anslag presentere alltid en feilmargin. Metoden for substitusjon av den nedre grensen for påvisning er brukt, som substitusjon av en fast verdi identifikasjonen av den ikke-oppdager. I tillegg finnes denne regionen av CDFs ikke relevante forskjeller blant flere saker under analyse.
Usikkerheten skyggeeffekt på menneskekroppen må tas med spesiell interesse, gitt at PEMs er utformet for å brukes av brukeren, og brukeren er årsaken til denne usikkerheten. I tillegg undervurdering av BSE kan innebære en økning i ikke-oppdager. BSE kan også unngås ved å ha flere PEMs på forskjellige deler av kroppen30,31; snitt loggdata i to PEMs ligger på motsatt side av kroppen fører til en mindre undervurdering, og en mindre usikkerhet enn loggdata én enkelt PEM5. En alternativ metode er å ta hensyn til endring av eksponering på grunn av BSE i tolkningen av eksponeringsdata og bruke riktige korreksjonsfaktorer. Men disse må bestemmes individuelt i funksjonen for aktiviteten og miljø, og er svært komplekse gjelder riktig. Også foreslår teknikken brukes i denne studien en praktisk måte å unngå BSE som krever bare en enkelt PEM, unngå behandling av data.
Hensyntagen fremskritt i mobil teknologi og interesse i menneskekroppen demping i fremtiden 5G (femte generasjon) radio systemer32, teknikken presentert i denne studien kan brukes til å evaluere menneskelig eksponering for ny generasjon nettverk unngå nevnte usikkerhet.
The authors have nothing to disclose.
Dette arbeidet ble støttet av prosjektet “Elektromagnetisk karakterisering i Smart miljøer for helsetjenester”, og deres engasjement i personlig og yrkesmessig helse-og miljøvern (DGPY-1285/15, PI14CIII/00056) og med menneskelige ressurser av den prosjektet “Nettverk plattform for the utvikling av telemedisin i Spania” (DGPY-1301/08-1-TS-3), begge finansiering fra Sub-Directorate-General for forskning vurdering og markedsføring (Carlos III helse Institute).
Personal exposimeter | SATIMO | EME SPY 121/100 | Worn personal exposimer to log expsure data |
Personal exposimeter | ANTENNESSA | EME SPY 121/120 | Worn personal exposimer to log expsure data |
Wi-Fi Access Point | CISCO | Aironet 1130 | Wi-Fi access point, vertial polarization |
Analog Signal Generator | AGILENT | N5181A MXG | Analog Signal Generator |
Precision Conical Dipole | SEIBERSDORF | PCD 8250 | Broadband antenna 80 MHz – 3 GHz. Dipole-like radiation pattern that is omnidirectional in the horizontal plane |
Cable | ROHDE & SCHWARZ | LARG-214/U | Low loss cable |